王柯超，劉華山，張學(xué)偉，劉菲

（中建二局第一建筑工程有限公司陜西分公司，西安 710000）

1 引言

自改革開放以來， 隨著社會(huì)主義市場經(jīng)濟(jì)模式在我國逐步確定，城市經(jīng)濟(jì)得到了巨大的發(fā)展。 為積極響應(yīng)國家節(jié)能減排的號召，盡快實(shí)現(xiàn)綠色環(huán)保發(fā)展目標(biāo)，逆作法施工技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生[1]，相比傳統(tǒng)性的施工技術(shù)，逆作法不但能夠有效提高施工效率、降低施工成本，而且能夠滿足綠色施工管理的要求。

2 工程概況

本文以南京金茂廣場二期建設(shè)項(xiàng)目作為研究案例， 該項(xiàng)目為1 座68 層的超高層塔樓，塔樓的高度設(shè)計(jì)為308 m；1 座7 層高度的商業(yè)裙房及5 層地下室。地面以上部分的建筑物面積約為197 299.92 m2，鋼結(jié)構(gòu)的使用量約為2.8 萬t，塔樓的外形設(shè)計(jì)為梯形樁狀，塔樓尺寸為56 m×69 m×31 m×69 m。 該項(xiàng)目采用的是框架-核心筒結(jié)構(gòu)形式，塔樓的核心筒使用全逆作法進(jìn)行施工，單根疊合柱的最大質(zhì)量為3.2 t；塔樓的外框采用20 根異形柱+ 巨型斜撐構(gòu)成，在分隔面部位將圓柱更換為十字柱[2]。

3 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

3.1 工程樁與鋼構(gòu)架剪力墻、鋼管柱連接節(jié)點(diǎn)

為保證施工質(zhì)量符合設(shè)計(jì)圖紙要求， 同時(shí)降低施工過程中的安全隱患， 施工單位將樁基礎(chǔ)的連接作業(yè)細(xì)分為兩個(gè)工序完成，即內(nèi)部連接與外部連接。

1）內(nèi)部連接方式：在基礎(chǔ)樁的中心部位埋設(shè)定位器，這樣能夠保證定位設(shè)備與混凝土結(jié)構(gòu)共同承受上部傳遞而來的荷載。 根據(jù)界面形式的不同，可以選擇使用十字形定位器與異性定位器兩種不同的規(guī)格，不管使用哪種規(guī)格的定位器，其尺寸應(yīng)小于鋼結(jié)構(gòu)的凈空尺寸10 mm，便于后期安裝作業(yè)。 定位器大樣圖如圖1 所示。

a 鋼管定位器固定大樣

2）外部連接方式：承臺(tái)部位的鋼筋及鋼管柱可使用焊接方式進(jìn)行連接， 需要注意的是其應(yīng)該在逆作法施工完成以后展開作業(yè)。

3.2 柱與柱接頭節(jié)點(diǎn)

下段鋼管柱的上側(cè)應(yīng)設(shè)置環(huán)形封頂板， 封頂板的下側(cè)需設(shè)置加強(qiáng)肋板，肋板的高度為350 mm，厚度為12 mm，上段鋼管的下側(cè)應(yīng)設(shè)置內(nèi)襯管，板體的高度為400 mm，厚度為10 mm。

3.3 梁柱接頭節(jié)點(diǎn)

鋼管柱與梁體之間的接頭使用環(huán)板與加肋板構(gòu)成的牛腿進(jìn)行連接，環(huán)板的厚度與梁體的梁翼緣板厚度保持一致，使用熔透法連接梁翼緣板，使用高強(qiáng)度的螺栓連接腹板。

異形柱、剪力墻使用牛腿與梁體接頭進(jìn)行連接。 使用熔透法連接梁翼緣板，使用高強(qiáng)度的螺栓連接腹板。

3.4 主梁與次梁連接

使用剛性接頭連接主、次梁，施工人員嚴(yán)格按照規(guī)范要求在梁翼緣板部位預(yù)留接口，使用熔透法連接梁翼緣板，使用高強(qiáng)度的螺栓連接腹板。

4 鋼結(jié)構(gòu)施工

為保證鋼構(gòu)件尺寸的精準(zhǔn)度符合設(shè)計(jì)圖紙要求， 應(yīng)該將剪力墻及結(jié)構(gòu)柱分段進(jìn)行加工[3]。 分段標(biāo)準(zhǔn)為：±0.000 以下部位作為第一段， 該節(jié)段的長度為23.45 m， 第二段為第一層~第四層，該節(jié)段的長度為20 m，第三段以上每段的長度設(shè)置為10 m。 該項(xiàng)目中的第一段、 第二段剪力墻結(jié)構(gòu)柱的直徑為800~1 200 mm，單個(gè)構(gòu)件的質(zhì)量約為9.5~18.4 t。 異形柱與剪力墻的體積比較大，最大的核心筒QZ7剪力墻的幾何尺寸為3 200 mm×3 300 mm，該構(gòu)件的質(zhì)量高達(dá)76.84 t，構(gòu)件加工完成后的運(yùn)輸作業(yè)存在一定的難度，此外，其還會(huì)牽連后續(xù)的安裝作業(yè)難度增大。 因此，該項(xiàng)目中的鋼構(gòu)件吊裝作業(yè)成為施工過程中的難點(diǎn)與重點(diǎn)，特別是前兩節(jié)段的運(yùn)輸及吊裝作業(yè)。

在經(jīng)過全面的分析以后，施工單位采用平板車運(yùn)輸結(jié)構(gòu)柱及鋼構(gòu)件，小型鋼管則可以選用小型運(yùn)輸車進(jìn)行運(yùn)輸；使用汽車吊安裝前兩節(jié)段的鋼管柱，施工單位應(yīng)配備多臺(tái)汽車吊進(jìn)行吊裝作業(yè)。為保證安裝作業(yè)順利完成，為提高吊裝作業(yè)的效率，施工單位需額外配備內(nèi)、外塔吊（規(guī)格為250 t·m、500 t·m）。

4.1 鋼結(jié)構(gòu)的制作、驗(yàn)收及運(yùn)輸

剪力墻與結(jié)構(gòu)柱由專業(yè)生產(chǎn)廠商負(fù)責(zé)加工制作， 當(dāng)加工制作完成后，由施工單位、建設(shè)單位、監(jiān)理單位進(jìn)行質(zhì)量驗(yàn)收，當(dāng)驗(yàn)收合格后，才能運(yùn)輸至施工現(xiàn)場。

在質(zhì)量驗(yàn)收過程中，應(yīng)對以下問題予以重視：（1）鋼材應(yīng)附帶有出廠合格證及試驗(yàn)檢測報(bào)告；（2）產(chǎn)品的外觀質(zhì)量必須滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，不得出現(xiàn)裂紋、凹坑、咬邊等質(zhì)量缺陷；（3）梁體接頭部位的牛腿標(biāo)高偏差不得超過3 mm，整體偏差不得超過5 mm；（4）結(jié)構(gòu)柱的彎曲度應(yīng)該控制在L/1 000（L 為鋼管的長度）以內(nèi)，且保證不大于10mm；（5）鋼管的橢圓度應(yīng)該控制在：f/D≤3/1 000mm（f 為橢圓長軸與D 之差；D 為鋼管柱外徑）；（6）鋼管端部的傾斜度控制在：Δ/D≤1/1 500（Δ 為管口最高點(diǎn)與最低點(diǎn)之差）；（7）鋼管的接頭部位的坡度應(yīng)該為35°。

當(dāng)鋼結(jié)構(gòu)的加工質(zhì)量檢查滿足實(shí)際需求的情況下， 才能夠運(yùn)輸至施工現(xiàn)場。

4.2 定位器的安裝

當(dāng)基礎(chǔ)樁部位的鋼筋籠吊裝作業(yè)完成后， 在澆筑混凝土之前，及時(shí)安裝定位器。

施工人員使用經(jīng)緯儀將基準(zhǔn)網(wǎng)的控制軸線投放至樁井的壓頂部位，并進(jìn)行標(biāo)記。 然后使用水平儀將控制標(biāo)高測引至樁頂以下100 mm 部位，并使用紅色進(jìn)行標(biāo)記。 再使用線墜將軸線引測至樁基礎(chǔ)的護(hù)壁上， 可使用大鋼尺將定位器的標(biāo)高引測至樁井的下側(cè)，以上工序完成以后，開始安裝預(yù)埋鋼板。 正常情況下，水平桿的標(biāo)高應(yīng)低于設(shè)計(jì)標(biāo)高2~3 mm，在焊接部位焊接鋼板塊，便于后期對定位器的位置進(jìn)行調(diào)整。 當(dāng)定位器的位置調(diào)整完成后，對控制軸線、標(biāo)高進(jìn)行復(fù)核，并辦理相應(yīng)的質(zhì)量驗(yàn)收手續(xù)。

定位器的安裝質(zhì)量會(huì)對鋼結(jié)構(gòu)的整體施工質(zhì)量造成巨大的影響，所以在安裝定位器過程中，應(yīng)該頻繁對其進(jìn)行檢查，且在混凝土澆筑完成后進(jìn)行二次復(fù)核。 若發(fā)現(xiàn)存在偏差，應(yīng)立即反饋至生產(chǎn)單位，及時(shí)對其調(diào)整，消除偏差。

4.3 鋼管柱構(gòu)架墻的安裝

4.3.1 第一段墻柱（±0.000 以下段）的安裝方法

吊裝過程中，可使用汽車吊將鋼管柱吊起，促使鋼管柱與井口對齊，然后根據(jù)前期布設(shè)的軸線對鋼管柱進(jìn)行調(diào)整，最后緩慢落放鋼管柱，并設(shè)置定位器。 吊裝作業(yè)過程中，施工單位應(yīng)配備專業(yè)的測量設(shè)備對垂直度、標(biāo)高進(jìn)行復(fù)核。 檢查合格以后，將預(yù)埋鋼板焊接在樁井的壓頂部位。

面對超大、超長的剪力墻時(shí)，應(yīng)配備多臺(tái)汽車吊同步進(jìn)行吊裝，采用滑移吊裝法施工。 以QZ7剪力墻而言，需要配備2臺(tái)150 t 的汽車吊、1 臺(tái)90 t 汽車吊，3 臺(tái)汽車吊配合作業(yè)。

在安裝第二段鋼管柱、 剪力墻時(shí)， 應(yīng)對結(jié)構(gòu)物的撓度、高度、變形問題進(jìn)行分析，在經(jīng)過全面的分析以后。施工單位決定使用綜合吊裝法施工，具體方法如下：測引出第一節(jié)段鋼管的軸線與標(biāo)高，在鋼柱的管口部位設(shè)置連接鋼板，鋼板的尺寸為100 mm×300 mm×20 mm， 鋼板的安裝間距設(shè)置為500 mm；在安裝第二節(jié)段鋼管時(shí)，可使用經(jīng)緯儀控制垂直度，待鋼管的垂直度檢查合格后，使用連接板與螺栓連接，并使用纜風(fēng)繩固定。

4.3.2 鋼梁安裝

鋼梁的吊裝順序?yàn)椋河芍斚蛳逻M(jìn)行吊裝，先吊裝主梁，然后吊裝次梁。 吊裝過程中，施工人員應(yīng)使用經(jīng)緯儀對軸線進(jìn)行控制，待檢查合格后，使用螺栓與牛腿連接，并對其固定。

4.3.3 柱接頭焊接

為降低焊接熱應(yīng)變所產(chǎn)生的變形量， 在焊接鋼柱的接頭時(shí)，應(yīng)使用對稱同步法進(jìn)行作業(yè)。 點(diǎn)固焊完成后，接著進(jìn)行二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊焊接打底焊，手工電弧焊罩面。 整個(gè)施工過程中， 使用2 臺(tái)經(jīng)緯儀對垂直度進(jìn)行復(fù)核， 一旦發(fā)現(xiàn)質(zhì)量缺陷， 立即停止焊接作業(yè)， 并結(jié)合具體情況合理地調(diào)整施工工序， 保證垂直度滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求， 施工偏差不得超過于L/1 000，同時(shí)不大于10 mm。

4.3.4 鋼梁連接

當(dāng)鋼柱部位的接頭焊接完成后，則可以連接鋼梁，施工順序?yàn)樽韵露?，逐層進(jìn)行作業(yè)。 將原本的常規(guī)性螺栓更換為高強(qiáng)螺栓，在經(jīng)過擰緊處理以后，則可對鋼梁與牛腿進(jìn)行焊接處理。

4.4 壓型鋼板施工

鋼板與鋼梁之間的連接可使用專用焊接搶將栓釘打入穿壓鋼板中，需要注意的是，在連接的瞬間會(huì)形成較大的電流，這部分電流會(huì)導(dǎo)致栓釘熔化，從而形成環(huán)形焊縫。 具體的施工流程為： 施工圖優(yōu)化設(shè)計(jì)→根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙編制出合適的排版圖→在梁體表面標(biāo)記出鋼板布設(shè)的具體位置→安裝臨時(shí)支撐→吊裝鋼板→布設(shè)鋼板→合理地調(diào)整鋼板的位置→對焊接點(diǎn)進(jìn)行加固→彈出鋼梁的具體位置→標(biāo)記出栓釘?shù)木唧w位置→打孔→焊接作業(yè)→對端部進(jìn)行封堵。

5 結(jié)語

綜上所述，本文主要對鋼結(jié)構(gòu)全逆作法進(jìn)行深入研究，在安裝鋼柱過程中， 貫通式洞口的尺寸會(huì)對鋼柱的安裝質(zhì)量造成顯著的影響，導(dǎo)致實(shí)際安裝作業(yè)的難度增大；因室內(nèi)空間有限，導(dǎo)致起重設(shè)備無法進(jìn)行作業(yè)，所以，鋼梁安裝作業(yè)的難度也會(huì)隨之增大。 經(jīng)實(shí)踐后得出，全逆作法具備良好的技術(shù)可行性，值得在大范圍內(nèi)進(jìn)行宣傳推廣。